图源：Science Museum, London

撰文| 张天祁

70年前的今天，37岁的大龄博士生克里克“飞一般”地跑进剑桥的一家酒吧，用就餐的人都能听到的声音大声宣布，他已经掌握了“生命的秘密”。 

就在这天上午，克里克和一个25岁的菜鸟博士后沃森发现了DNA的双螺旋结构，20世纪最重大的科学发现之一。自此后生命科学的黄金时代徐徐展开。时至今日，由双螺旋结构催生的生物技术产业，仅在人类的医学中，从产前筛查、肿瘤的靶点药物到基因编辑，处处都在影响着我们的生与死。

而那项发现本身，从有限的数据发挥想象力搭建出DNA的结构，再猜测到遗传的秘密，几乎是整个人类智慧史上的尖峰时刻之一，自此后，人类这个物种对于自己的认识，正式进入了一个新时代。

70多年前，大幕即将拉开时，人们已经知道，一个名叫“基因”的东西不但是是活细胞的关键组成部分，更是打开人类生命密码的钥匙，要想搞清楚什么是生命，就必须先搞清楚基因是如何发挥作用的。

当时的一种主流的观点认为，基因是一种特殊类型的蛋白质，而对于存在于所有细胞染色体中的DNA，没人知道它有什么用途。

也是在那个时刻，一个来自美国的23岁年轻菜鸟博士后带着对DNA的执念，来到了剑桥卡文迪许实验室。这位和周围格格不入的新人，遇到了和同事关系“微妙”的35岁大龄转行的博士同事。两个人“情投意合”，决定背离实验室蛋白质研究的主航道，悄悄地转向DNA研究。

那是上世纪50年代初，正是那项伟大发现的前夜，太多的人在蛋白质上已经花费了太多的时间，只等大家掌握的这些工具转向DNA，改变即将发生，问题只在于，谁是扣动扳机的人。

所有这一切的开始，是一场激烈的暗战。在英国的剑桥、伦敦和美国的加州，那是一场几乎没人明确知道方向应该在哪儿的战斗，一次彻彻底底的创新与颠覆，至少3个各有优势的团队围绕在圣杯身侧。

离答案最近的，是伦敦国王学院的X射线晶体学专家威尔金斯（Maurice Hugh Frederick Wilkins）和富兰克林（Rosalind Elsie Franklin）。他们手上拥有当时最纯净的DNA样本，和当时最先进的X射线晶体学观测设备。威尔金斯是曾经参与过曼哈顿计划的杰出学者，富兰克林则是X射线晶体学的权威。

最被看好的，是有着丰富学识和经验的加州理工大学的结构化学权威鲍林（Linus Carl Pauling）。他不仅是化学诺奖得主，也是分子生物学的奠基人之一，跨界研究生物解出了蛋白质肽链的α螺旋结构。当时很多人笃信，一旦这位全能科学家投入DNA研究，一定会解出DNA的结构。

最终，居然是三个团队中最奇怪的组合，即上述那对“怪人”组合——35岁跨专业读博的大龄博士克里克（Francis Crick）和初出茅庐的博士后沃森（James Watson），两个门外汉，在一个主要目标是研究蛋白质的实验室里赢得了DNA研究的圣杯。

小人物逆袭大科学家，门口的野蛮人赢得了一切，整个故事在今天听起来几乎不可思议。然而，它确确实实地发生了。

2个月后，沃森和克里克关于 DNA 双螺旋结构的论文于 1953 年 4 月 25 日发表在《自然》杂志上，从此，沃森和克里克的名字和DNA紧紧联系在一起。

大龄博士和年少轻狂的博士后

时间前推两年，1951年春天，英国伦敦国王学院的生物学家威尔金斯，在那不勒斯一次学术会议上公布了自己的新发现。他拍出了当时最清晰的DNA样本X射线衍射照片。

会后，一位年轻人找上了威尔金斯，这位年轻人20出头，衣着非常随便，拉着威尔金斯便开始大讲自己对DNA是如何的感兴趣。但威尔金斯没有对他留下什么深刻印象，这场对话无果而终。

1951年年底，在剑桥的卡文迪许实验室附近，威尔金斯再次见到了那位年轻人，这一次，他的好友，35岁跨专业读博的大龄博士克里克向他介绍，这位年轻人是美国来的沃森，来剑桥做博士后。

克里克在1949年就来到剑桥卡文迪许实验室读博，但他的状况有些尴尬。

年龄是第一个问题，克里克的学业曾经被二战打断，德国人的轰炸炸毁了他的研究设备，让他转为替英国军方工作。战后，来到卡文迪许实验室的克里克已经33岁。即使在英国，33岁也算是大龄读博。要知道，当时卡文迪许实验室主任布拉格（William Lawrence Bragg）获得诺贝尔奖时，只有25岁。

不仅是大龄，还是跨专业读博。克里克原来是研究物理的，博士已经读了一半。但在战后他的兴趣逐渐转向了生物。这意味着克里克要从零开始，他在1947年才重新学习生物，而且几乎是自学。

同事对克里克的态度也很微妙，几乎没有人否认他百科全书一样的渊博知识，但他的作风却让大家不太喜欢。

克里克性格爽朗，爱说爱笑，声音还偏偏特别洪亮。同事们形容他的笑声是“爆炸性的”，仅仅通过笑声就能在一座大楼里找到他，这让有些同事倍感窒息。当初求职时伦敦国王学院没有给他职位，一个原因就是那边的医学研究会生物物理小组主任兰德尔（John Randall）觉得他话太多太吵。

克里克还很爱进入到其他同事的研究领域，这让很多人觉得自己的领地遭到了侵犯。卡文迪许实验室主任布拉格把这称为“做别人的填字游戏”，更直白的一点的说法是，走别人的路，让别人无路可走。

克里克对别人的错误不留情面，他甚至举办了一场研讨会去讨论布拉格的研究错在哪里，可想而知，克里克的同事关系不会好。

如果说克里克是读博太晚，沃森就是毕业太早。他的博士论文是关于 "X射线灭活的噬菌体的生物学特性"，于1950年获得博士学位。当时他非常年轻，只有22岁。

对于DNA研究，沃森是半路出家。他虽然一直对DNA感兴趣，但选择DNA作为研究目标，还得感谢威尔金斯那场讲座的引路。当时的威尔金斯表示，X射线衍射照片证实DNA能够结晶。沃森意识到，这也意味着DNA结构是规律的，可以用简明的模型来解释。

威尔金斯和X射线晶体学设备 图源：伦敦国王学院

沃森急切地想和威尔金斯合作，会后他跑去向威尔金斯搭讪，大谈自己的研究兴趣。他甚至幻想威尔金斯看上了自己的妹妹，这样他就能和威尔金斯建立私交，和他的X射线工作紧密结合在一起，可威尔金斯只是礼貌地点了点头就离开了。

也难怪，威尔金斯当时已经做出了X射线晶体学方面最前沿的DNA研究成果，沃森还是一个完全的小透明，没有什么成果，甚至一点晶体学知识也没有。沃森妄想靠妹妹俘获威尔金斯固然可笑，但当时他确实也没别的什么可以指望。

另一方面，克里克和威尔金斯已经认识了几年，经常在一起吃饭。但克里克一直没意识到DNA的重要性，在威尔金斯沉迷DNA研究时，克里克还觉得他在浪费时间，应该做一些更重要的研究，比如蛋白质。

当沃森来到剑桥见到克里克，一切都改变了。沃森终于有了一个能交流DNA问题的伙伴，克里克则开始重视DNA。两人一见如故，克里克甚至有过电的感觉。

于是，一个奇怪的组合诞生了。一位大气晚成的大龄博士，穿着考究，大吵大闹，一个少年得志的美国博士后，衣着随便，几乎不擦鞋不系鞋带，却说话轻声细气。两人每天在办公室、在酒吧、在饭桌上时刻不停地讨论DNA。

没有同事会想到这两个人会在DNA研究上有所建树。无论沃森还是克里克，DNA研究都不是他们的项目。沃森最初的任务是研究肌红蛋白晶体，后来则是研究烟草花叶病毒，克里克则是用X射线晶体学研究蛋白质。

另外，战后英国在科研投资方面非常节省，给每个实验室分配了不重合的研究任务。DNA研究的资金给了威尔金斯所在的伦敦国王学院，剑桥卡文迪许实验室的项目则是蛋白质相关。无论是DNA样本还是更先进的X射线机器都在伦敦，剑桥根本就没有研究条件。

同事们更关心的是，互相聊得来沃森和克里克分到了同一间办公室，这样克里克的聊天和大笑就不会吵到大家做研究了。而且这两个口无遮拦的人互相批评，总比出来攻击其他人的研究好。

没想到，没过多久两个人就搞了个大新闻，声称已经解出了DNA的结构。

在沃森加入剑桥的同一年，X射线晶体学专家富兰克林加入了国王学院，开始从事DNA的相关研究。她不仅会掌握拍摄更高精度照片的技术，而且擅长解释X射线晶体学的数据。参与研究不久，她和研究生高斯林（Raymond Gosling）区分出了DNA的两种构型，细长的A型和短粗的B型，当A型湿度增加时会转变为短粗的B型。

富兰克林 图源：sciencehistory.org/Vittorio Luzzati

在一次国王学院内部会议上，富兰克林展示了新的照片和数据，新的证据更加支持DNA是螺旋型。一直关注DNA的沃森也在场，回到剑桥后，沃森把记住的内容复述给克里克，两个人只花了一周就做出了一个模型：三螺旋模型。

是的，他们出错了。沃森刚刚学习晶体学知识几周，他搞错了富兰克林的讲座中的术语。而且由于沃森没记笔记，把DNA的含水量也搞错了。

当沃森和克里克兴奋异常地邀请威尔金斯、富兰克林来剑桥时，富兰克林一下就戳破了这两个人的幻想，指出模型完全错了。X射线数据清楚地表明磷酸基团在外面，而且现在的模型弄错了含水量数据，如果真按这个模型运作，DNA会解体。

菜鸟们出丑了。更糟的是，沃森和克里克在卡文迪许的老板发现他们没有专注于蛋白质研究，而是“摸鱼”在研究DNA，还是在利用其他实验室的数据做研究，这从工作和学术伦理的角度都说不过去。两人被禁止进行DNA相关研究。

“我们从一开始就输掉了比赛，

因为我们没有一起工作。”

沃森和克里克停止了DNA研究，这对威尔金斯是一个好消息。他的研究本来就走在前面，如今富兰克林又加入了国王学院团队，应该能做出更多成绩，但他们仍然错失了这次机会。

DNA双螺旋结构发现多年后，威尔金斯在一次采访中遗憾地表示，如果他当时能够注意到碱基配对的问题，而富兰克林能够分享数据，双螺旋或许会和“威尔金斯-富兰克林”联系在一起，而不是“沃森-克里克。”

然而，历史没有如果。“我们从一开始就输掉了比赛，因为我们没有一起工作。”威尔金斯说。

沃森和克里克、威尔金斯和富兰克林，这两个致力于破解DNA结构的团队。本身的关系就像双螺旋那样平行而相互交织，有着奇妙的共时性。

沃森和富兰克林是在同一年加入各自团队，但产生了相反的后果。沃森和克里克一拍即合，也成为了生活中的朋友。威尔金斯和富兰克林却互相排斥，几乎连最基本的合作都无法维持。

沃森懂生物学和细菌遗传学，克里克则自学了X射线晶体学，并且对蛋白质比较了解。两人的知识互补，又都健谈。每天在卡文迪许当地的酒馆 "老鹰 "吃午饭时，他们的对话就倾泻而出，两人都笑得很开心。克里克表示，他们的交流坦率甚至有点粗野，能及时指出对方的错误。

威尔金斯和富兰克林这边，气氛则是压抑而且忧郁的，沃森甚至觉得，和他们两个一起在公交站台等车，气氛都尴尬到不能忍受。

从一开始，威尔金斯和富兰克林的合作就出了问题。招募富兰克林时，作为实验室的创始人，伦敦国王学院的兰德尔许诺她独立进行DNA项目，并且把过去跟着威尔金斯的研究生高斯林（Raymond Gosling）划给她。然而，还在度假的威尔金斯根本不知情。

1951 年夏天度假回来，威尔金斯遇到了莫名其妙的状况，研究生高斯林调去了办公室新同事那边，实验室经过了重新调整，事先没和他打招呼。后来当富兰克林向他展示A型DNA的新照片时，威尔金斯想从数学上解释相关的数据，但富兰克林厉声说”你怎么敢为我解释我的数据。”

威尔金斯并不是个强硬的人，尽管当时他做出了DNA结构最前沿的研究，还是实验室主任助理。但因为不同意兰德尔在实验室论文上挂名的要求，他一直受到暗中排挤，焦虑到不得不求助精神分析师。

为缓和关系，威尔金斯给富兰克林买了巧克力，精神分析师还建议他请富兰克林吃个饭。但富兰克林在忙实验，缓和关系的尝试失败了。

以后两人的关系越来越僵，去外地开学术会议，威尔金斯都不和富兰克林一道坐火车，甚至两个人也不再说话了。威尔金斯倒是和克里克以及沃森大吐苦水，他表示这样一个女权主义者最好还是让她另找工作，甚至还叫她“黑暗女士。”

富兰克林同样不满，在她的视角里，自己是DNA项目的全权负责人，是威尔金斯硬要掺和进来。

这份工作不顺心的不止是办公室人际。50年代的英国还相当保守，在校园里很多休息室仅仅是为男性准备，女性是不能进去喝咖啡的。

富兰克林上一份工作是在法国国家化学中心实验室工作，在那边她被当作一个平等的人看待，经常参与实验室的午餐会，加入对社会问题的讨论。

办公室关系也很融洽，她和合作者“从白天到晚上，深入讨论不规则晶体中原子的内部排列。”

巴黎还有太多伦敦没有的东西，比如美食、时装和好天气。在周末和节假日，她沉迷于登山、徒步和旅行，写下阿尔卑斯山的美景和让她流泪的日出。

尽管富兰克林出生在英国，但法国才是她的精神故乡。突然回到保守沉闷的英国，办公室的人际关系又接近冰点，富兰克林的心理落差可想而知。

为了工作能进展下去，兰德尔决定让两个人各做各的。由富兰克林研究A型，威尔金斯研究B型，这更削弱了两个人接近答案的可能。本来应当合作的两个人，却最终相互隔绝。

诺奖得主加入战局

伦敦的进展停滞不前，美国的竞争者又开始蠢蠢欲动。

加州理工大学的莱纳斯·鲍林是化学方面的权威，依靠他对化学键本质的研究赢得了1954年诺贝尔化学奖。沃森和克里克在第一次搭建DNA模型时，这两个化学半吊子还特意去书店买了一本鲍林的名著《化学键的本质》，为的是参考其中无机离子大小的数据。

在生物方面，鲍林同样做出了巨大成就。在蛋白质肽链问题上，鲍林在1951年发现了α螺旋，完胜了同样在这个课题上发表过文章的布拉格。这当然扫了布拉格本人和卡文迪许实验室的面子，布拉格一直惦记着报这一箭之仇。

沃森和克里克一直关注着鲍林，怕这位大科学家成为探索DNA结构竞争者，克里克经常和同事半开玩笑地说“你们最好努力工作，否则鲍林会对核酸感兴趣。”没想到这句玩笑话在1952年底成真了。

过去，鲍林对DNA研究并不上心，蛋白质一直是他的主要研究方向。但鲍林已经在逐渐收集DNA研究的信息了。他曾厚着脸皮写信给国王学院的兰德尔，要求查看他们的数据，兰德尔婉拒了他的要求。

鲍林曾计划参加1952年5月英国皇家学会在伦敦举办的学术会议，但当时热心反核事业的他遭到了麦卡锡主义的审查，护照被扣。鲍林错过了重要的机会，这次会议后他的合作伙伴罗伯特·科里（Robert Corey）曾经去参观富兰克林的实验室，看过她的X射线照片。

10周后，7月中旬鲍林才拿到护照去往欧洲。这次他在法国的国际噬菌体座谈会上了解到DNA才是遗传物质，还讨论了如何用发现α螺旋的方式寻找DNA结构，甚至还去伦敦住了一个月。但他没有直接见到国王学院团队的成员，也就失去了了解新数据的机会。

另外一个问题是，鲍林仍然把主要精力放在蛋白质上，直到年底，他才抽出时间研究DNA。鲍林确实有不着急的底气，威尔金斯和富兰克林的化学知识无法与他相比，而沃森和克里克更是无名小卒。他没有意识到这场竞争的激烈程度，这种三心二意的态度是致命的。

1952年年底，鲍林向美国《国家科学院院刊》提交了一篇文章，依据还是阿斯特伯里和贝尔1938年的观测数据。鲍林同样提出了一个三螺旋模型，可惜没有富兰克林来为他指出模型行不通，助手们只是指出了一些计算上的问题，这篇文章理所当然地出错了。

同样在1952年底，鲍林的儿子彼得·鲍林（Peter Pauling）来剑桥卡文迪许实验室学习。在这个时间点上来英国，目的看起来就不单纯。实际上彼得成为了父亲在英国的“眼线”，父亲要求他更新沃森和克里克在DNA模型的进展，小鲍林还会在家信中和父亲讨论剑桥同事对他那篇DNA论文的看法。

鲍林的阴影给沃森和克里克带来了紧迫感，但也帮了他们大忙。沃森和克里克相信鲍林只要能意识到错误，拿到数据，凭他的天才早晚会解出双螺旋的结构。但这是一个给游说上级的好机会，布拉格一定不希望在DNA竞赛上再输给鲍林，会解除他们的DNA研究禁令。

事情果然如他们所料，禁令解除了，两个人立即开始研究DNA，争取抢在鲍林前面。更顺利的是，富兰克林已经准备从国王学院离职。通过工作交接，威尔金斯将会拿到富兰克林的数据。当沃森去找威尔金斯讨论鲍林的论文时，威尔金斯把自己掌握的资料展示给了沃森。

这是一张B型DNA的清晰照片，也是日后非常出名的“照片51”，由富兰克林和高斯林完成。沃森说“看到这张照片的那一刻，我的嘴巴张得大大的，我的脉搏开始加速。”他说自己很快判断出DNA是双螺旋结构。

沃森多少有点夸大了他在这件事中的作用，一张照片可能给了他双螺旋的启示，但想建立精确的模型需要照片相对应的数据。幸运的是，兰德尔为应对医学研究会 (MRC)调查，曾经要求团队成员系统整理自己的研究，富兰克林记录了照片的详细数据，而调查委员会的成员之一就是克里克的同事。照片和数据结合，沃森和克里克拿到了破解双螺旋秘密的关键。

拿到详细数据后，沃森和克里克离解出双螺旋模型只差最后一步。在这个关键点上，又是鲍林帮了忙，他的弟子多纳休（Jerry Donohue）正在剑桥访问，大概也是带着“了解敌情”的任务。但多纳休好心地纠正了沃森从化学教科书上学来的错误，胸腺嘧啶和鸟嘌呤应该是酮式结构。这是双螺旋的最后一块拼图。

当鲍林终于在4月份来到剑桥，双螺旋模型已经建成了。

双螺旋发现后的争议

得知沃森和克里克发现了DNA结构，老好人威尔金斯发火了，据他的说法，当时他感到“相当震惊”和痛苦。沃森和克里克是他的朋友，却“偷”了他的研究。

沃森和克里克的研究完全建立在国王学院数据，也就是威尔金斯和富兰克林的成果上，没有他们的研究就不会有双螺旋的发现。解出双螺旋结构之前，沃森和克里克甚至从来没碰过DNA样本，更不用说是做实验了。不打任何招呼就把别人的未发表数据拿来做研究，这是盗用。

沃森和克里克在《自然》上发表双螺旋结构论文只有一页，没有引用数据，只对威尔金斯和富兰克林进行了模糊的致谢。按照现在的学术出版伦理，出版方会要求作者给出原始数据。但当时登上《自然》的文章不需要经过同行评议，严格的数据和伦理审查也是无从说起。

富兰克林的反应则更平静一些，或许因为她不知道沃森和克里克的成就多么依赖她的数据，或许是她已经摆脱了这份糟糕的工作，不想回头看了。

富兰克林的贡献被掩盖最多，沃森和克里克在《自然》上的论文和诺奖致辞时都没点明她的贡献。1958年，富兰克林由于卵巢癌在38岁时英年早逝，错过诺奖提名的机会。

讽刺的是，正是因为日后沃森在畅销书《双螺旋》中对她的描写，让她的朋友和一些作家决定为她正名，发掘出了她的关键贡献。现在提到双螺旋的发现，富兰克林要比威尔金斯更为出名，她的研究成果几乎没有像其他女科学家那样被掩盖。

当年剑桥那种宽松自由、互相交流的科研环境很难再出现了。即使是从自由讨论中获益最多的沃森，在后来领导冷泉港实验室时也采取了一套完全不一样的管理方式。

成为实验室主任的沃森声称，科学的成就大多数都是年轻人做出来的，四十岁以上的科学家只是偶尔能发挥出成就。应该给年轻人高薪，给年老的科学家底薪。他还认为，优秀的领导人应该让那些不能做出大成就的中年科学家离开，只有不断重塑自己的人才能在中年后留在团队。

这听起来更像一个互联网企业，新老员工工资倒挂、40岁离职、只招聘“懂得自我迭代的人”。不知道在沃森作为主任的那段时间，冷泉港还会不会给大龄博士一席之地，会不会给科学家自由讨论项目外研究内容的空间。也不知道克里克会对沃森这番发言作何感想，毕竟按这个标准，35岁还在读博的他早该被淘汰了。

DNA结构的发现是一个传奇，但也是只属于那个时代的传奇，一种野心、偏见和自由的混合体。

参考文献：

1.贾德森. (2005). 创世纪的第八天. 上海科技出版社.

2.J.D.沃森. (2005). 双螺旋:发现DNA结构的故事. 科学出版社.

3.罗伯特·奥尔贝, 赵寿元, & 诸民家. (2012). 通往双螺旋之路. 复旦大学出版社.

4.Williams, G. (2019). Unravelling the Double Helix: The Lost Heroes of DNA. Hachette UK.

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6.van Tilburg, W. A., Igou, E. R., & Panjwani, M. (2022). Boring people: Stereotype characteristics, interpersonal attributions, and social reactions. Personality and Social Psychology Bulletin, 01461672221079104.

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9. The Valley Library, Oregon State University.Linus Pauling and the Race for DNA: A Documentary History.

10.The Valley Library, Oregon State University.Peter Pauling and the Discovery of the Double Helix, 1952-1953